零基础开发小安派-Eyes-S1 外设篇 ——I2C

AiPi-Eyes-S1是安信可开源团队专门为Ai-M61-32S设计的一款开发板，支持WiFi6、BLE5.3。所搭载的Ai-M61-32S 模组具有丰富的外设接口，具体包括 DVP、MJPEG、Dispaly、AudioCodec、USB2.0、SDU、以太网 (EMAC)、SD/MMC(SDH)、SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPDAC、GPADC、ACOMP 和 GPIO 等。

AiPi-Eyes-S1集成了SPI屏幕接口，DVP摄像头接口，外置ES8388音频编解码芯片以及预留TF卡座，并且引出USB接口，可接入USB摄像头。

从零开始学习小安派：

1、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——初识小安派-Eyes-S1

2、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——安装VMware与Ubuntu

3、入门篇：零基础开发小安派-Eyes-S1——新建工程并烧录调试

4、零基础开发小安派-Eyes-S1入门篇——Win下SSH连接Linux

5、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——Samba共享文件夹

6、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——工程文件架构

7、零基础开发小安派-Eyes-S1【外设篇】——GPIO 输入输出

8、零基础开发小安派-Eyes-S1【外设篇】——GPIO中断编程

9、零基础开发小安派-Eyes-S1【外设篇】——PWM

10、零基础开发小安派-Eyes-S1【外设篇】——UART

IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由 NXP（原 PHILIPS）公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短，任意时刻只能有一个主机等特性。在 CPU 与被控 IC 之间、IC 与 IC 之间进行双向传送，高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。

一、了解小安派-Eyes-S1 的 I2C

1.struct bflb_i2c_msg_s

说明：i2c 传输时需要填充的信息

struct bflb_i2c_msg_s {
uint16_t addr;
uint16_t flags;
uint8_t *buffer;
uint16_t length;
};

flag 可以为下列参数：

#define I2C_M_READ 0x0001
#define I2C_M_TEN 0x0002
#define I2C_M_DMA 0x0004
#define I2C_M_NOSTOP 0x0040
#define I2C_M_NOSTART 0x0080

备注：flagS 也可以设为 0，表示写入数据。在使用 tansfer 函数操作时，一般设置两个结构体数组，其中第一位操作的从机地址和寄存器地址，且 Flags 设置为 NOSTOP，而后一个结构体数组为写入的数据，Flags 设置为 0，也就是 write。

2.bflb_i2c_init

说明: 初始化 i2c 并配置频率。

void bflb_i2c_init(struct bflb_device_s *dev, uint32_t frequency);

3.bflb_i2c_deinit

说明: 反初始化 i2c。

void bflb_i2c_deinit(struct bflb_device_s *dev);

4.bflb_i2c_link_txdma

说明: i2c 发送 dma 使能开关。

void bflb_i2c_link_txdma(struct bflb_device_s *dev, bool enable);

5.bflb_i2c_link_rxdma

说明: i2c 接收 dma 使能开关。

void bflb_i2c_link_rxdma(struct bflb_device_s *dev, bool enable);

6.bflb_i2c_transfer

说明：i2c 消息传输。

int bflb_i2c_transfer(struct bflb_device_s *dev, struct bflb_i2c_msg_s *msgs, int count);

二、示例——驱动 Rd-04 雷达

首先准备一块 Rd-04，将板载 MCU 拆除。

其次准备查阅 Rd-04 的寄存器手册，附上链接：rd-04_v1.0.0 模组说明书.pdf (http://ai-thinker.com)

将 Rd-04 与 S1 进行连接，后续代码将 GPIO_0 设置为 SDA，GPIO_1 设置为 SCL。注意：Rd-04 有一个 I2C 的使能引脚，在配置时需要将 I2C_EN 拉高，我将其连接到 3V3。

Main

#include "bflb_mtimer.h"
#include "bflb_i2c.h"
#include "bflb_gpio.h"
#include "board.h"
#define I2C_SLAVE_ADDR 0x71 //Rd-04的从机地址
static struct bflb_device_s *i2c0; //i2c0外设句柄
struct bflb_i2c_msg_s msgs[2]; //I2C发送数据结构体数组
void My_i2c0_gpio_init() //初始化I2C的gpio引脚，选择IO_0作为SDA，IO_1作为SCL
{
struct bflb_device_s* gpio;
gpio = bflb_device_get_by_name("gpio");
/* I2C0_SDA */
bflb_gpio_init(gpio, GPIO_PIN_0, GPIO_FUNC_I2C0 | GPIO_ALTERNATE | GPIO_PULLUP | GPIO_SMT_EN | GPIO_DRV_1);
/* I2C0_SCL */
bflb_gpio_init(gpio, GPIO_PIN_1, GPIO_FUNC_I2C0 | GPIO_ALTERNATE | GPIO_PULLUP | GPIO_SMT_EN | GPIO_DRV_1);
}
//I2C写入数据函数
static uint8_t axk_rd04_i2c_write(char reg_addr, char buff, char buf_size)
{
/* Write data */
msgs[0].addr = I2C_SLAVE_ADDR;
msgs[0].flags = I2C_M_NOSTOP;
msgs[0].buffer = ®_addr;
msgs[0].length = buf_size;
msgs[1].addr = I2C_SLAVE_ADDR;
msgs[1].flags = 0;
msgs[1].buffer = &buff;
msgs[1].length = buf_size;
bflb_i2c_transfer(i2c0, msgs, 2);
bflb_mtimer_delay_ms(100);
return 1;
}
//I2C读取数据函数
static char axk_rd04_i2c_read(char reg_addr, char buf_size)
{
static char read_data = 0;
/* Read data */
msgs[0].addr = I2C_SLAVE_ADDR;
msgs[0].flags = I2C_M_NOSTOP;
msgs[0].buffer = ®_addr;
msgs[0].length = buf_size;
msgs[1].addr = I2C_SLAVE_ADDR;
msgs[1].flags = I2C_M_READ;
msgs[1].buffer = &read_data;
msgs[1].length = buf_size;
bflb_i2c_transfer(i2c0, msgs, 2);
bflb_mtimer_delay_ms(100);
return read_data;
}
//Rd-04初始数据配置函数
static int32_t rd_04_radar_init(void)
{
printf("radar initn");
uint8_t value;
//-------------------------------------------------------------------
/*寄存器地址 默认值 读/写 寄存器名称
* 0x13 0x1 R/W bb_ctl[31:24]
* [7] I2C read only data update enable for 0x26~0x29
* [6:5] Reserved
* [4] bb proc threshold mode ( 0:auto by configure pin / 1:manual by cpu control register ) 信号检测门限选择，外部管脚选择档位方式和CPU寄存控制方式
* [3] bb read only data update enable
* [2:1] read only data select ( 00:det_dc_sum（SUM0） / 01:det_ac_sum(SUM1) / 10:det_dc_used / 11:det_noise )
* [0] bb proc enable ( 1:enable ) 信号检测enable,需要在在配置其它参数前先置0，再置1，由于信号检测部分工作时钟是32KHz,切换该位时需要CPU保证时长足够
*/
//-------------------------------------------------------------------
for (uint8_t i = 0; i < 5; i++)
{
axk_rd04_i2c_write(0x13, 0x9B, 1);
bflb_mtimer_delay_us(10);
value = axk_rd04_i2c_read(0x13, 1);
printf("read value: 0x%02Xn", value);
}
//-------------------------------------------------------------------
//-------------------------------------------------------------------
// XBR818-ADC1 -> VCO频率调整（外部电阻调整或MCU_IIC_调整 ） ---
// XBR818-ADC2 -> BB门限（外部电阻调整或MCU_IIC_调整 ） ---
// XBR818-ADC3 -> BB延时时间 （外部电阻调整或MCU_IIC_调整 ） ---
// XBR818-LP -> 正常功耗(1)与低功耗(0)模式选择 ---
//-------------------------------------------------------------------
/*寄存器地址 默认值 读/写 寄存器名称
* 0x24 0x03 R/W pin_ctl[11:10]
* [7:2] Reserved
* [3] INT_IRQ GPIO out
* [2] IO_VAL GPIO out
* [1] power mode control select 0:by P1_5 1:by CPU control register
* [0] ADC2 sample enable for VCO tuning 0:enable
*/
//--------------------------------------------------------------------------
axk_rd04_i2c_write(0x24, 0x03, 1);
//.7654 = nc
//.3 =1, INT_IRQ设置为GPIO输出功能时输出，为高 =0，为低
//.2 =1, IO_VAL设置为GPIO输出功能时输出，为高 =0，为低
//.1 功耗设置方式选择 =1， 寄存器设置 =0，P15外接电阻选择
//.0 =0,使能ADC1用作VCO频率微调 =1，禁止
//--------------------------------------------------------------------
// 0x04: 供电方式控制,默认 0x20 -- LP强制拉低，进入低功耗，此处设置无效
// 14mA连续波工作模式 10100000 -- b.7=1, RF_EN_Sel=1 --
// 120uA脉冲间歇工作模式 00100000 -- b.7=0, RF_EN_Sel=0 --
//--------------------------------------------------------------------
//WriteBytes(0xE2,0X04,0XA0,1); //0XA0-全供电 ---- 13mA
axk_rd04_i2c_write(0x04, 0x20, 1); //0X20-脉冲供电 ---- 155uA
//--------------------------------------------------------------------
//-------------- BB模块（目标检测）功能寄存器设置 ---------------
//--------------------------------------------------------------------
//设置ADC采样频率 ( 配置ADC采样率，32KHz OSC时钟分频，最小为2，default设置为1KHz )
axk_rd04_i2c_write(0x10, 0x20, 1); //0x20=32, Fadc=32000Hz / 32=1000Hz = 1KHz
//WriteBytes(0xE2,0X10,0X10,1); //0x10=16, Fadc=32000Hz / 16=2000Hz = 2KHz
//WriteBytes(0xE2,0X10,0X08,1); //0x08=8, Fadc=32000Hz / 8 =4000Hz = 4KHz
//WriteBytes(0xE2,0X10,0X02,1); //0x02=2, Fadc=32000Hz / 2 =16000Hz = 16KHz
//--------------------------------------------------------------------
// 0x3:默认0x45-01000101-调整寄存器0x03【6：4】来微调中频的DC点电平
// pwu [7 ] PWU
// mix_swdc [6:4] mixer dc trim
// rf_en_ext_sel [3 ] rf_en_ext_sel=1, rf_en from PIN=0
// vco_sw [2:0] rf out power control ---- BIT 2:0 修改发射功率 (7-6-5-4-3-2-1-0)
//--------------------------------------------------------------------
// mix_swdc [6:4] = 000 -- OP1直流（mV）864mv 最佳范围 0.75-0.85
// [6:4] = 001 -- OP1直流（mV）675mv
// [6:4] = 010 -- OP1直流（mV）761mv
// [6:4] = 011 -- OP1直流（mV）571mv
// [6:4] = 100 -- OP1直流（mV）813mv
// [6:4] = 101 -- OP1直流（mV）630mv
// [6:4] = 110 -- OP1直流（mV）716mv
// [6:4] = 111 -- OP1直流（mV）522mv
//--------------------------------------------------------------------
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X47,1); //发射功率(7) -- 108.5uA@6V 靠近感应无反应
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X46,1); //发射功率(6) -- 114.5uA@6V 靠近感应反应正常（很近）
axk_rd04_i2c_write(0x03, 0x45, 1); //发射功率(5) -- 115.2uA@6V 靠近感应反应正常
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X44,1); //发射功率(4) -- 117.9uA@6V 靠近感应反应正常
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X43,1); //发射功率(3) -- 119.7uA@6V 靠近感应反应正常
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X42,1); //发射功率(2) -- 121.1uA@6V 靠近感应反应正常
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X41,1); //发射功率(1) -- 123.2uA@6V 靠近感应反应正常
//WriteBytes(0xE2,0X03,0X40,1); //发射功率(0) -- 124.1uA@6V 靠近感应反应正常 --- 发射功率最大
//--------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------
axk_rd04_i2c_write(0x1C, 0x21, 1); //选择（感应延时由寄存器设置）+（定时器使能）
//.76 = nc 00100001
//.5 =1, 感应延时由寄存器设置 =0，感应延时由外围电阻设置
//.43 定时时间单位选择 =00(秒) =01(分) =10(小时) =11(天)
//.21 光感检测周期 =00(禁止) =01(4秒) =10(1分钟) =11(1小时)
//.0 =1,定时器使能 =0，定时器禁止
axk_rd04_i2c_write(0x11, 0x10, 1); //设置初始化时长为7s
//感应距离和传感器的值成反比
//默认使用0x0080，正面感应距离8m左右
axk_rd04_i2c_write(0x18, 0x00, 1); //[7:0 ] 设置感应门限 6A -- 10m 9a--8m ea--5m 15A--7m
axk_rd04_i2c_write(0x19, 0x20, 1); //[15:8] 设置感应门限
axk_rd04_i2c_write(0x1A, 0x55, 1); //[7:0 ] 设置噪声更新允许门限
axk_rd04_i2c_write(0x1B, 0x01, 1); //[15:8] 设置噪声更新允许门限
//设置1s感应延迟时间
axk_rd04_i2c_write(0x1D, 0x00, 1); //[7:0 ] 设置感应延时时间 （ y / 32000 默认0ea600(960000) / 32000 = 30秒 ）
axk_rd04_i2c_write(0x1E, 0x7D, 1); //[15:8 ] 设置感应延时时间 （ y / 32000 默认027100(160000) / 32000 = 5秒 ）
axk_rd04_i2c_write(0x1F, 0x00, 1); //[23:16] 设置感应延时时间 （ y / 32000 默认007D00(32000) / 32000 = 1秒 ） 16000-0x3e80
// （ y / 32000 默认001900(6400) / 32000 = 0.2秒 ） 3200-0xc80
//封锁时间：灭灯后不感应的时间，原厂建议最短500ms
axk_rd04_i2c_write(0x20, 0x80, 1); //[7:0 ] 设置封锁时间 （ y / 32000 默认00fa00(64000) / 32000 = 2秒 ）
axk_rd04_i2c_write(0x21, 0x3E, 1); //[15:8 ] 设置封锁时间 （ y / 32000 默认027100(160000) / 32000 = 5秒 ）
axk_rd04_i2c_write(0x22, 0x00, 1); //[23:16] 设置封锁时间 （ y / 32000 默认007D00(32000) / 32000 = 1秒 ）
//--------------------------------------------------------------------
//--------------------------------------------------------------------
//WriteBytes(0xE2,0X23,0X07,1); //0X23- 07 - ADC_sample --INT_IRQ ( 1KHz采样频率 -- 与ADC采样频率对应)
//WriteBytes(0xE2,0X23,0X09,1); //0X23- 09 - ADC_sample_IRQ --INT_IRQ
//WriteBytes(0xE2,0X23,0X0A,1); //0X23- 0A - ADC_ACCU_IRQ --INT_IRQ
axk_rd04_i2c_write(0X23, 0x0C, 1); //0X23- 0C - IO_VALUE_OUT --感应有效输出
printf("radar init donen");
return 0;
}
int main(void)
{
board_init();
//I2C引脚初始化
My_i2c0_gpio_init();
i2c0 = bflb_device_get_by_name("i2c0");
//I2C初始化
bflb_i2c_init(i2c0, 400000);
//Rd-04配置
rd_04_radar_init();
while(1){
}
}

三、实现效果

审核编辑 黄宇